Naudoti biomasę kurui labai patrauklu gamtosaugos požiūriu – toks energijos gavybos būdas yra ekologiškai švarus (nulinė CO2 emisija), o biomasė – atsinaujinantis ir teoriškai neišsenkantis vietinis energijos šaltinis.

Biomasė pradėta naudoti ne tik individualiems namams šildyti, bet ir centralizuotai šilumai įmonių katilinėse tiekti. Praėjus keleriems metams nuo pirmųjų projektų įgyvendinimo, ekologiškos energijos naudotojų gretose pasigirdo ne tik pasitenkinimo šūksnių, bet ir klausimų, kaip elgtis toliau. Labiausiai sunerimo vidutinės galios (1–5 MW) katilinių eksploatuotojai. Gal verta vėl grįžti prie akmens anglies, kurios taip siekta atsisakyti? Tokių minčių kilo dėl daugelio veiksnių.

Kad ir kaip keista, daugiausia problemų kelia pati biomasė. Prieš 8–10 metų medienos malkų kaina buvo maža, jų pasirinkimas didelis, o geros kokybės anglies pasiūla ir tiekimas sutrikę. Pastaruoju metu medienos perdirbimo pramonėje jaučiamas didelis medienos stygius. Gamybos cikle stengiamasi medieną perdirbti kuo efektyviau. Kurui lieka tik toliau perdirbti netinkamos gamybos atliekos, iš kurių gaminami kuro briketai ir granulės. Malkų kainos išaugo keletą kartų, padidėjo transporto išlaidos. Nepalankūs orai ruošiant medieną taip pat kelia nemažai problemų.

Šilumos tiekėjai – ne labdaringos organizacijos. Nenorėdamos dirbti nuostolingai jos priverstos ieškoti alternatyvų. Bandoma deginti smulkintas miško perdirbimo atliekas, tačiau tai ekonomiškai apsimoka tik tada, kai transportavimo atstumas yra apie 30–50 kilometrų, o miško atliekų kaloringumas bent artimas medienai. Dėl didelės kainos biomasės briketai ir granulės naudojamos tik individualiems namams šildyti. Energetinių augalų auginimas šalyje dar tik žengia pirmuosius žingsnius. Taigi akmens anglies panaudojimas ekonominiu požiūriu visiškai pateisinamas, o biomasės tiekėjais gali tapti didelė dalis ūkininkų. Anglies kainos pastaraisiais metais keitėsi mažiausiai. Jas naudojant, kur kas sudėtingiau užtikrinti gamtosaugos reikalavimus. Bet kad tai įmanoma, rodo kaimynų lenkų patirtis.

Medienos ir anglies mišinių deginimas

Medienos ir anglies mišinius galima deginti šiek tiek technologiškai pakeistuose, akmens anglims deginti skirtuose katiluose. Biomasės dalis kure neturi būti didesnė kaip 10 procentų. Naudojant tokios proporcijos mišinį, katilo galia ir naudingumo koeficientas mažai keičiasi, nereikia pakeisti jo konstrukcijos. Nemažai gamintojų nurodo galimybę deginti tokius mišinius.

Mediena gali būti smulkinama turimais įrengimais ir, sumaišyta su anglimis, tiekiama į pakurą. Svarbu, kad biomasė nesutrikdytų kuro padavimo į pakurą darbo. Dėl skirtingų mechaninių savybių apie 10–15 proc. išaugusi malūno ir kuro dozatorių agregatų apkrova nesukelia eksploatacijos problemų. Jeigu biomasė pristatoma jau susmulkinta, technologiniame cikle reikia numatyti įrengti kuro maišytuvą, nes nuo sumaišymo kokybės labai priklauso stabilus katilo veikimas.

Kuro sudėtis ir kenksmingų medžiagų kiekiai

Skirtingai nuo akmens anglies, biomasėje sukaupiama keturis kartus daugiau deguonies ir pusantro karto mažiau anglies, keturis kartus mažiau sieros, azoto. Medienai būdingas didelis lakiųjų frakcijų kiekis. Iš neigiamų biomasės savybių pirmoje eilėje paminėsime didelę bei kintančią drėgmę. Tai lemia mažesnį kaloringumą.

Biomasėje sukaupiami kur kas didesni šarminių elementų (ypač kalio), kalcio, fosforo kiekiai, o energetiniuose augaluose, šiauduose, medienos žievėje yra daugiau chloro. Šie elementai spartina aukštatemperatūrinę koroziją ir agresyvių nuosėdų susidarymą ant katilo ir pakuros kon­strukcijų. Abiejose kuro rūšyse sukauptos skirtingos mineralinės medžiagos. Anglies pelenuose kaupiasi silicio, aliuminio ir geležies oksidai, o biomasės – silicio, kalcio ir kalio oksidai. Nors jie spartina koroziją, bet iš kitos pusės veikia kaip pirolizės ir kuro gazifikavimo katalizatoriai.

Dėl skirtingos pelenų cheminės sudėties medienai būdinga žemesnė pelenų minkštėjimo temperatūra, kuri siekia 750–1 000 oC (angliai daugiau kaip 1 000 oC). Todėl net ir dėl nedidelių biomasės kiekių sparčiau susidaro nuosėdos ir pakuroje, ir žemesnių temperatūrų zonose. Dėl šios priežasties reikia vengti kuro mišiniuose naudoti didelio peleningumo akmens anglis.

Nežiūrint minėtų trūkumų, biomasės priedas leidžia sumažinti kenksmingų medžiagų emisijos lygį. Pirmiausia, mažėja anglies monoksido (CO) emisija. Priklausomai nuo katilo konstrukcijos ir biomasės kiekio mišinyje, monoksido sumažėja 2,5 ir daugiau kartų. Biomasės priedas, deginant akmens anglį ir durpes, leidžia sumažinti sieros junginių emisiją ne mažiau kaip du kartus. Biomasėje sukaupti šarminiai metalai redukuoja sieros oksidą degimo dujose. Bandymais nustatyta ir mažesnės azoto oksidų emisijos, deginant biomasės ir anglies mišinius, bei sumažėjęs dūmingumas.

Kitos kuro rūšys

Daug daugiau problemų reikia tikėtis, deginant biomasę iš rekultivuojamų, apsauginių ir nutekamųjų vandenų zonų. Augalai iš tokių plantacijų sukaupia didelius kiekius sunkiųjų metalų ir toksinių medžiagų, azoto, didesnis jų peleningumas. Iš vienos pusės tokios biomasės deginimas kartu su anglimi mažina teršalų koncentraciją pelenuose, utilizuojant užterštą biomasę, iš kitos – neišvengiamai didėja teršalų kiekis degimo dujose. Kaip tik todėl, deginant tokią biomasę, reikalaujama katilinėse atlikti emisijų monitoringą.

Mišinyje su akmens anglimi galima deginti ir šiaudus. Vienų šiaudų deginimas įmanomas tik specialiuose, paprastai ciklinio pakrovimo katiluose. Taigi būtina turėti akumuliacines talpas ir kelis dirbančius katilus. Šiaudai yra mažai kaloringi (14–16 MJ/kg), jų tūrinis svoris nedidelis, netolygios savybės. Perdirbus šiaudus į briketus ir granules, šie trūkumai sumažėja, tačiau tai gerokai padidina kuro kainą.

Šiaudų deginimas mišinyje su anglimi technologiniu atžvilgiu priimtiniausias jų panaudojimo kurui variantas. Technologiniai pakeitimai katilinėje minimalūs, supresuotiems šiaudams susmulkinti galima pritaikyti žemės ūkio įrengimus. Kuro maišymo kokybei šiuo atveju keliami didesni reikalavimai. Atlikti gamybiniai bandymai rodo, kad toks mišinys gali būti deginamas ir anglies dulkių degikliuose. Savaime suprantama, kad dėl mažo tūrinio tankio ir kaloringumo transportavimas apsimokės tik tada, jei atstumas ne didesnis kaip 40 km. Iš dalies transportavimo išlaidas kompensuos maža šiaudų kaina.

Šiauduose vegetacijos metu sukaupiami dideli kiekiai chloro (iki 0,6 proc. svorio), bet mišiniai, kuriuose anglis sudaro apie 85 proc., mažai padidina koroziją. Senuose šiauduose chloro kiekis natūraliai sumažėja. Granuliuoti šiaudai taip pat gali būti deginami kartu su akmens anglimi. Šiuo atveju supaprastėja kuro maišymas ir dozavimas, mažesnės transportavimo išlaidos, bet ne mažiau kaip du kartus didėja kuro kaina.

Deginant biomasę kartu su anglimi, sumažėja aplinkos tarša, o šilumos tiekėjai turi daugiau veiklos laisvės ir pasirinkimo galimybių. Kita problema – parengti projektą. Galimas variantas – biomasės ir anglies deginimas atskiruose katiluose. Mažesnės galios biomase kūrenamas katilas dirbtų vasaros ir pereinamuoju laikotarpiu, o anglies ir biomasės mišiniu kūrenamas katilas patenkintų energijos poreikį žiemos sezono metu. Biomasės pirminis paruošimas (smulkinimas, granuliavimas) gali būti atliekamas žemės ūkio įmonėse. Projektuotojai ir investuotojai turi ne tik profesionaliai parengti technologinę projekto dalį, abet ir įvertinti biomasės išteklius, jos tiekimo srautus, specifiką ir kainų pokyčio tendencijas. Priešingu atveju, nors energiją gaminsime mažai teršdami aplinką, bet jos kaina taps nepriimtina vartotojui.